Получение углеродсодержащих огнеупорных материалов на основе хромсодержащего сырья в режиме СВ-синтеза

С.М. Фоменко; Н.Т. Рахым; С. Толендиулы; А. Акишев; M.T. Бекджанова; З. Кунес

doi:10.18321/cpc407

Авторы

С.М. Фоменко Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра, 172, Алматы, Казахстан
Н.Т. Рахым Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра, 172, Алматы, Казахстан
С. Толендиулы Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра, 172, Алматы, Казахстан; Казахский национальный технический университет им. К.И. Сатпаева, ул. Сатпаева, 22, Алматы, Казахстан
А. Акишев Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра, 172, Алматы, Казахстан
M.T. Бекджанова Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра, 172, Алматы, Казахстан
З. Кунес Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра, 172, Алматы, Казахстан; Казахский национальный университет им. Аль-Фараби, пр. Аль-Фараби, 71, Алматы, Казахстан

DOI:

https://doi.org/10.18321/cpc407

Ключевые слова:

хромитовый и цирконовый концентраты, углеродсодержащий огнеупорный материал, МАХ-фазы, caмopacпpocтpaняющийcя выcoкoтeмпepaтуpный cинтeз (СВС)

Аннотация

Работа посвящена изучению технологий и синтеза композитов, содержащих высокотемпературные карбиды и МАХ-фазы, повышающие технические и химические свойства огнеупоров. Используя уникальные свойства хромитовых и цирконовых концентратов, получены углеродсодержащие огнеупорные материалы методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). Проанализированы и обобщены экспериментальные исследования. Определены фазовый и химический состав полученных углеродсодержащих композитов и измерены прочностные характеристики. В цирконовом концентрате при СВС образуется наиболее стойкие и полезные карбиды ZrC и SiC, а хромитовый обладает высокой окислительной способностью, что позволяет достичь высоких температур синтеза. Исследование полученных композитов показало, что в процессе СВ-синтеза в углеродной среде образуются MAX-фазы типа Cr_xSi_yC_z, Cr₂SiC, Cr₅Si, SiC, усиливающие технические и химические свойства огнеупорных материалов. Определен оптимальный состав огнеупорного материала на основе комбинации хромитового и цирконового концентратов, содержащий графита 15 масс.% и алюминиевого порошка 18 масс.%, при котором наблюдается максимум прочности (20-25 МПа).

Библиографические ссылки

(1). Vongai IM, Dilmukhambetov EE, Fomenko SM (2002) Effect of carbon on the properties of SHS products in aluminothermic systems[Vliyanie ugleroda na svojstva produktov SVS v alyumotermicheskih sistemah]. Materials of the II International Symposium «Physics and Chemistry of Carbon Materials», Almaty, Kazakhstan. P.45–47.

(2). Kascheev ID (2004) Properties and application of refractories. Reference edition [Svojstva i primenenie ogneuporov // Spravochnoe izdanie]. Teplotekhnik, Moscow, Russia. (in Russian)

(3). Amosov A.P., Borovinskaya I.P., Merzhanov A.G. Powder technology of a selfpressing high-temperature synthesis of materials [Poposhkovaya texnologiya camopacppactpanyayushchegocya vycokotempepatupnogo cinteza matepialov]. Mashinoctpoenie, Moscow, Russia. (in Russian)

(4). Gorshkov VA, Miloserdov PA, Karpov AV, Shchukin AS, Sytschev AE (2019) The Physics of Metals and Metallography 120:512–517. Crossref

(5). Lin T, Guo Y, Wang Z, Shao H. and etc. (2017) International Journal of Refractory Metals and Hard Materials P.457–468.

(6). Tolendiuly S, Fomenko SM, Akishev A, Rakhym N, Kashkynbai D (2019) Obtaining Carbon- Containing Composites Based On Ilmenite and Chrome Concentrate by SHS. XV International Symposium on Self-Propagating High-Temperature Synthesis. Moscow, Russia. P.594.

(7). Mansurov Z, Fomenko S (2014) Advances in Science and Technology. 88:94–103. Crossref

(8). Yagovtsev AV, Obabkov NV, Kascheev ID (2013) New refractories[Novye ogneupory] 10:17–20. (in Russian)

(9). Mebrahitom Asmelash G, Mamat O (2012) International Journal of Microstructure and Materials Properties 7:64–76. Crossref

(10). Yagovtsev AV, Perepelitsyn VA, Obabkov NV (2013) New refractories [Novye ogneupory] 6:39–44. (in Russian)

(11). Hongxia L, Bin Y, Jinshong Y, Guoqi L (2003) Improvement on Corrosion Resistance of Zirconia-Graphite Material for Powder Line of SEN. UNITECR 2003 “ECO refractory for the Earth”, Osaka, Japan. P.588–591.

(12). Smetkin AA, Mayorova YuK (2015) Vestnik PNRPU, Perm, Russia.